Kwas solny

Kwas solny^[a], kwas chlorowodorowy, HCl – nieorganiczny związek chemiczny z grupy kwasów beztlenowych, będący roztworem wodnym gazowego chlorowodoru. Czasami kwasem solnym nazywa się też roztwór chlorowodoru w innych rozpuszczalnikach polarnych np. w acetonie. Jest silnie żrący.

Kwas solny

Nazewnictwo Nomenklatura systematyczna (IUPAC) kwas chlorowodorowy Inne nazwy i oznaczenia farm. Acidum hydrochloridum 10%[1] Acidum hydrochloridum dilutum[2] Acidum hydrochloridum concentratum[2] inne potocznie: zalzajer (gwara wielkopolska)[3], zajzajer[4]
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	HCl
Inne wzory	HCl(aq)
Masa molowa	36,46 g/mol
Wygląd	przezroczysta, bezbarwna ciecz; kwas stężony na powietrzu dymi; produkt techniczny może być żółty
Identyfikacja
Numer CAS	7647-01-0
PubChem	313
DrugBank	DB13366
Właściwości Gęstość 1,16 g/cm³ (dla 38%)[5]; ciecz Rozpuszczalność w wodzie bez ograniczeń[2] Temperatura topnienia -32 °C (roztwór 35%)[6] Temperatura wrzenia 62 °C (roztwór 35%)[6] Kwasowość (pKa) −5,9 ${\displaystyle \pm }$ 0,4[7] Lepkość 1,9 mPa·s (roztwór 31,5%)
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Chempur [dostęp: 2019-09-13] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI[8] Niebezpieczeństwo Zwroty H H314, H335 Zwroty P P280, P301+P330+P331, P305+P351+P338, P308+P313 Europejskie oznakowanie substancji oznakowanie ma znaczenie wyłącznie historyczne Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI[8] Żrący (C) Zwroty R R34, R37 Zwroty S S1/2, S26, S45 NFPA 704 Na podstawie podanego źródła[9] 0 3 1   Temperatura zapłonu niepalny Numer RTECS MW4025000
Podobne związki
Podobne związki	kwas siarkowodorowy
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
Klasyfikacja medyczna
Legalność w Polsce	prekursor narkotykowy kategorii 3

Występowanie

Rozcieńczony kwas solny znajduje się w soku żołądkowym człowieka i innych ssaków. W kwaśnym środowisku enzymy trawienne w żołądku katalizują pierwsze etapy rozkładu białek i tłuszczów.

Otrzymywanie

Kwas solny otrzymuje się poprzez absorpcję w wodzie gazowego chlorowodoru. Jest to proces bardzo silnie egzotermiczny, przez co mieszanina gwałtownie się rozgrzewa. Z tego względu absorpcję prowadzi się przez przepuszczanie gazowego HCl nad powierzchnią wody w absorberze powierzchniowym np. w tzw. turylach. Chlorowodór może pochodzić z reakcji kwasu siarkowego z chlorkiem sodu (solą kamienną; od tej metody pochodzą zwyczajowe nazwy kwasu w wielu językach, np. pol. kwas solny, niem. Salzsäure, ros. соляная кислота, ang. spirit of salt lub muriatic acid, fr. acide muriatique)^[b], ze spalania wodoru w chlorze lub być produktem ubocznym innych procesów przemysłowych, np. chlorowania związków organicznych.

Właściwości

30% roztwór kwasu solnego

Reakcja stężonego kwasu solnego z cyną.

Czysty kwas solny jest bezbarwny. Niekiedy spotykane żółtawe zabarwienie technicznego kwasu solnego spowodowane jest zanieczyszczeniem jonami żelaza.

Chlorowodór rozpuszczony w wodzie ulega prawie całkowitej dysocjacji:

HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl−

W efekcie kwas solny jest jednym z najmocniejszych kwasów nieorganicznych (niska wartość pK_a) – jego wartość w skali pK_a jest znacznie niższa niż np. kwasu siarkowego czy azotowego. Dla związków tych skala ta nie przedstawia jednak całkowicie prawdziwego obrazu^[c], w związku z czym wobec ich stężonych roztworów stosuje się często funkcję kwasowości Hammetta, która mówi, że są one tak naprawdę od kwasu chlorowodorowego mocniejsze (stężony kwas siarkowy ponad dwukrotnie)^[13]. Kwas solny nie ma też w dodatku własności utleniających i jest lotny, co sprawia, że jest mniej żrący od mocnych kwasów tlenowych – działaniu stężonego kwasu solnego ulegają m.in. tkaniny, papier oraz skóra. Poza wspomnianymi, do kwasów o mocy większej niż kwas solny należą też kwas nadchlorowy, bromowodorowy, jodowodorowy oraz superkwasy.

Rozpuszczalność chlorowodoru w wodzie spada wraz ze wzrostem temperatury. W temperaturze 0 °C (pod ciśnieniem normalnym) rozpuszczalność HCl w wodzie wynosi 82,3 g/100 g a w 60 °C 56,1 g/100 g^[14]. Maksymalne stężenie kwasu solnego jakie można uzyskać w temp. 0 °C wynosi 45,148% (pod ciśnieniem normalnym)^[15]. Ze stężonego kwasu solnego ulatnia się gazowy chlorowodór, który z kolei reaguje z wilgocią w powietrzu, tworząc mgłę. Z tej przyczyny stężony kwas solny określa się jako „dymiący”. Kwas solny o stężeniu poniżej 30% nie wykazuje już tendencji do dymienia.

Gęstość (g/cm³) kwasu solnego o różnych stężeniach w różnych temperaturach^[16]

Stężenie procentowe [%]	0 °C	10 °C	20 °C	40 °C
10%	1,053	1,0501	1,0471	1,0396
20%	1,1066	1,1011	1,0968	1,0873
30%	1,1604	1,1524	1,1468	1,1352
36%	1,1928	1,1834	1,1771	1,1641

Znaczenie biologiczne

Kwas solny jest niezwykle istotnym czynnikiem trawiennym większości zwierząt. Jest on wydzielany w żołądku przez specjalne komórki okładzinowe. Zadaniem kwasu solnego w układzie trawiennym jest:

• aktywowanie nieczynnego pepsynogenu,
• warunkowanie kwaśnego środowiska niezbędnego do trawienia białka przez pepsynę,
• powodowanie pęcznienia tkanki łącznej w mięsie,
• koagulacja białka mleka poprzez utrzymywanie w żołądku zakwaszonej kazeiny,
• działanie antyseptyczne, zabijanie drobnoustrojów lub utrudnianie ich rozwoju,
• ochrona niektórych witamin, które łatwo tracą aktywność w środowisku alkalicznym,
• ułatwianie wchłaniania żelaza i wapnia,
• uczestniczenie w regulacji otwierania i zamykania odźwiernika żołądka.

Zastosowanie

Jest jednym z najważniejszych kwasów w przemyśle (m.in. przemysł włókienniczy, tworzyw sztucznych, farmaceutyczny, garbarstwo, cukrownictwo, produkcja barwników, ekstrakcja rud). Wykorzystuje się go także do oczyszczania powierzchni metali oraz w geologii do analizy minerałów. Ponadto, wraz z kwasem azotowym tworzy wodę królewską, stosowaną m.in. do roztwarzania metali szlachetnych.

Ograniczenia w obrocie handlowym

Kwas solny może być wykorzystywany do produkcji narkotyków i jest sklasyfikowany w kategorii 3 rozporządzenia Parlamentu Europejskiego z roku 2004 w sprawie prekursorów narkotykowych^[17].

Uwagi

1. Zwyczajowa nazwa „kwas solny” pochodzi od dawnej metody jego otrzymywania ze stężonego kwasu siarkowego i soli kamiennej (kwas z soli).
2. Nazwy zwyczajowe: ang. muriatic acid, fr. acide muriatique, łac. Acidum muriaticum (tj. "kwas z solanki" lub "kwas z wody morskiej")^[10] itp. wywodzą się z dawnego błędnego przekonania, że każdy kwas musi zawierać tlen, więc zapewne chlor jest tlenkiem pierwiastka, który roboczo nazwano "murium"^[11] i próbowano go z chloru wyizolować^[12].
3. Wartość pK_a kwasu siarkowego i azotowego przedstawia moc tylko ich rozcieńczonych roztworów, jako że w bardziej stężonych, w których kwas solny nie występuje, wzrasta ich autodysocjacja, której skala ta nie bierze pod uwagę; w związku z tym, nie można uznawać ich za mniej mocne od kwasu solnego tylko na podstawie tej skali^[13].